Gastrycket bestäms av kaotiska effekter av rörliga molekyler. Detta innebär att minskningen av trycket under kylning av gasen kan förklaras av en minskning av den genomsnittliga energin för molekylers translationella rörelse (). Gastrycket kommer att nå noll när, i enlighet med grundlagen för molekylär kinetisk teori:
Koncentrationen av gasmolekyler n anses vara konstant och skiljer sig från noll.
Absolut temperatur för en idealgas
Det finns en gräns för gaskylning. Absolut noll är den temperatur vid vilken molekylernas translationella rörelse stannar.
En idealisk gas (till skillnad från riktiga gaser) förblir i ett gasformigt tillstånd vid vilken temperatur som helst. Temperaturvärdet vid vilket molekylernas translationella rörelse kommer att stanna kan hittas från lagen som bestämdes av J. Charles: temperaturkoefficienten för trycket för en idealgas beror inte på typen av gas och är lika med 
. Trycket för en idealgas vid en godtycklig temperatur är:
där t är temperaturen på Celsiusskalan; - tryck vid . Låt oss likställa trycket i uttryck (2) till noll, uttrycka temperaturen vid vilken molekylerna i en ideal gas stoppar sin translationsrörelse:
V. Kelvin föreslog att det erhållna värdet på den absoluta nollpunkten skulle motsvara upphörandet av translationsrörelsen hos molekylerna av något ämne. Temperaturer under absolut noll (T=0 K) finns inte i naturen. Eftersom det vid en temperatur på absolut noll är omöjligt att ta bort energin från den termiska rörelsen av molekyler och minska kroppens temperatur, eftersom energin för termisk rörelse inte kan vara negativ. I laboratorier erhölls en temperatur nära absolut noll (cirka en tusendels grad).
Termodynamisk temperaturskala
Enligt den termodynamiska temperaturskalan (aka Kelvin-skalan) anses absoluta nolltemperaturer vara utgångspunkten. Temperaturen betecknas med en stor bokstav T. Storleken på en grad är densamma som en grad på Celsiusskalan:
Derivaten kommer att vara desamma om de tas med olika temperaturkalorier:
Vid byte från Kelvin-skalan till Celsiusskalan bibehålls definitionerna av termiska volymexpansionskoefficienter och tryckkoefficienter.
I det internationella enhetssystemet (SI) är temperaturenheten den viktigaste, den kallas kelvin (K). SI-systemet använder den termodynamiska temperaturskalan för att mäta temperaturen.
I enlighet med internationell överenskommelse bestäms storleken på kelvin från följande förhållanden: temperaturen på oxarnas trippelpunkt tas lika med 273,16 K. Trippelpunkten för vatten i Celsius motsvarar 0,01 o C, smälttemperaturen is i kelvin är 273,15 K.
Temperaturen mätt i kelvin kallas absolut. Förhållandet mellan absolut temperatur och temperatur i Celsius återspeglar uttrycket:
Absolut temperatur, kinetisk energi hos molekyler och idealiskt gastryck
Värdet på medelenergin för molekylers translationsrörelse är direkt proportionell mot gasens temperatur:
var är Boltzmann-konstanten. Formel (6) betyder att medelvärdet av den kinetiska energin för molekylers translationsrörelse inte beror på typen av idealgas, utan endast bestäms av dess temperatur.
Trycket hos en idealgas bestäms endast av dess temperatur:
Exempel på problemlösning
EXEMPEL 1
| Träning | Vid vilken temperatur på Celsiusskalan kommer den genomsnittliga kinetiska energin för gasmolekylernas translationella rörelse att vara lika med J? |
| Lösning | Som grund för att lösa problemet tar vi lagen som relaterar temperaturen på en termodynamisk skala och den genomsnittliga kinetiska energin hos molekyler:
Vi uttrycker från (1.1) den absoluta temperaturen: Låt oss beräkna temperaturen:
Temperaturen i Kelvin och temperaturen i Celsius är relaterade till uttrycket: Vi får temperaturen på gasen är: |
| Svar |
EXEMPEL 2
| Träning | Hur förändras den genomsnittliga kinetiska energin för translationsrörelsen hos molekyler i en ideal gas om processen kan representeras av en graf i fig. 1? |
| Lösning | Som grund för att lösa problemet tar vi tillståndsekvationen för en idealgas i formen: |
Berättelse
Ordet "temperatur" uppstod vid en tidpunkt då folk trodde att varmare kroppar innehöll en större mängd av ett speciellt ämne - kalorier än mindre uppvärmda. Därför uppfattades temperaturen som styrkan hos en blandning av kroppssubstans och kalori. Av denna anledning kallas måttenheterna för styrkan hos alkoholhaltiga drycker och temperatur samma - grader.
Av det faktum att temperatur är molekylers kinetiska energi är det tydligt att det är mest naturligt att mäta den i energienheter (dvs i SI-systemet i joule). Temperaturmätning började dock långt innan den molekylära kinetiska teorin skapades, så praktiska skalor mäter temperaturen i konventionella enheter - grader.
Kelvin skala
Inom termodynamik används kelvinskalan, där temperaturen mäts från absolut noll (tillståndet som motsvarar kroppens minsta teoretiskt möjliga inre energi), och en kelvin är lika med 1/273,16 av avståndet från absolut noll till trippelpunkten för vatten (tillståndet där is, vatten och vattenpar är i jämvikt. Boltzmann-konstanten används för att omvandla kelvin till energienheter. Härledda enheter används också: kilokelvin, megakelvin, millikelvin, etc.
Celsius
I vardagen används Celsiusskalan, där vattnets fryspunkt tas till 0 och kokpunkten för vatten vid atmosfärstryck tas till 100 °. Eftersom frys- och kokpunkterna för vatten inte är väl definierade, är Celsiusskalan för närvarande definierad i termer av Kelvin-skalan: grader Celsius är lika med Kelvin, absolut noll antas vara -273,15 °C. Celsiusskalan är praktiskt taget väldigt bekväm, eftersom vatten är mycket vanligt på vår planet och vårt liv är baserat på det. Noll Celsius är en speciell punkt för meteorologi, eftersom frysningen av atmosfäriskt vatten förändrar allt väsentligt.
Fahrenheit
I England, och speciellt i USA, används Fahrenheit-skalan. Denna skala delas med 100 grader från temperaturen på den kallaste vintern i staden där Fahrenheit levde till temperaturen på människokroppen. Noll grader Celsius är 32 grader Fahrenheit, och en grad Fahrenheit är 5/9 grader Celsius.
Den nuvarande definitionen av Fahrenheit-skalan är följande: det är en temperaturskala, varav 1 grad (1 °F) är lika med 1/180 av skillnaden mellan vattnets kokpunkt och issmältningen vid atmosfärstryck, och isens smältpunkt är +32 °F. Temperaturen på Fahrenheit-skalan är relaterad till temperaturen på Celsius-skalan (t ° C) med förhållandet t ° C \u003d 5/9 (t ° F - 32), det vill säga en temperaturförändring med 1 ° F motsvarar en förändring med 5/9 °C. Föreslagen av G. Fahrenheit 1724.
Reaumur skala
Föreslog 1730 av R. A. Reaumur, som beskrev alkoholtermometern han uppfann.
Enhet - grad Réaumur (°R), 1 °R är lika med 1/80 av temperaturintervallet mellan referenspunkterna - temperaturen för smältande is (0 °R) och kokande vatten (80 °R)
1°R = 1,25°C.
För närvarande har vågen gått ur bruk, den har bevarats längst i Frankrike, i författarens hemland.
|
Temperaturomvandling mellan huvudvågar |
|||
|
Kelvin |
Celsius |
Fahrenheit |
|
|
Kelvin (K) |
C+273,15 |
= (F + 459,67) / 1,8 |
|
|
Celsius (°C) |
K − 273,15 |
= (F - 32) / 1,8 |
|
|
Fahrenheit (°F) |
K 1,8 - 459,67 |
C 1,8 + 32 |
|
Jämförelse av temperaturskalor
|
Beskrivning |
Kelvin | Celsius |
Fahrenheit |
newton | Réaumur |
|
Absolut noll |
−273.15 |
−459.67 |
−90.14 |
−218.52 |
|
|
Smältpunkt för Fahrenheit-blandning (salt och is i lika stora mängder) |
255.37 |
−17.78 |
−5.87 |
−14.22 |
|
| Vattnets fryspunkt (normala förhållanden) |
273.15 |
||||
|
Människans genomsnittliga kroppstemperatur ¹ |
310.0 |
36.8 |
98.2 |
12.21 |
29.6 |
|
Vattens kokpunkt (normala förhållanden) |
373.15 |
||||
| Solens yttemperatur |
5800 |
5526 |
9980 |
1823 |
4421 |
¹ Normal mänsklig kroppstemperatur är 36,6°C ±0,7°C, eller 98,2°F ±1,3°F. Det allmänt givna värdet på 98,6 °F är en exakt Fahrenheit-omvandling av det tyska värdet på 1800-talet på 37 °C. Eftersom detta värde inte faller inom intervallet för normal temperatur enligt moderna koncept, kan vi säga att det innehåller överdriven (felaktig) noggrannhet. Vissa värden i denna tabell har avrundats.
Jämförelse av Fahrenheit och Celsius skalor
(av- Fahrenheit skala, o C- Celsiusskala)
|
oF |
oC |
oF |
oC |
oF |
oC |
oF |
oC |
|||
|
459.67 |
273.15 |
60 |
51.1 |
4 |
20.0 |
20 |
6.7 |
För att omvandla grader Celsius till kelvin, använd formeln T=t+TO där T är temperaturen i kelvin, t är temperaturen i grader Celsius, T 0 =273,15 kelvin. Graden Celsius är lika stor som Kelvin.
Temperaturär en skalär fysikalisk storhet som kännetecknar den genomsnittliga kinetiska energin för partiklar i ett makroskopiskt system per en frihetsgrad, som är i ett tillstånd av termodynamisk jämvikt.
Sammansättningen av de härledda SI-kvantiteterna, som har ett speciellt namn, inkluderar Celsius-temperaturen, mätt i grader Celsius. I praktiken används grader Celsius ofta på grund av den historiska hänvisningen till vattnets viktiga egenskaper - isens smälttemperatur (0 ° C) och kokpunkten (100 ° C). Detta är bekvämt, eftersom de flesta klimatprocesser, processer i vilda djur etc. är förknippade med detta område. En temperaturförändring med en grad Celsius är identisk med en temperaturförändring med en Kelvin. Därför, efter införandet av en ny definition av Kelvin 1967, upphörde vattnets kokpunkt att spela rollen som en oföränderlig referenspunkt och, som noggranna mätningar visar, är den inte längre lika med 100 ° C, utan nära 99,975 °C
Skala för absolut temperatur- Thermodynamic Temperature Scale eller International Practical Temperature Scale, som mäter temperaturer från absoluta noll i grader Kelvin (kelvin)
Den absoluta temperaturskalan introducerades i vetenskapen inte bara för att göra gasens lagar till en mer bekväm gård. Det har en djup fysisk betydelse.
Den absoluta temperaturskalan eller Kelvinskalan eller den termodynamiska temperaturskalan erkänns av Internationella kommittén för vikter och mått som den huvudsakliga. Definitionen av den termodynamiska temperaturskalan är baserad på termodynamikens andra lag och använder Carnot-cykeln. En av de viktigaste egenskaperna hos den termodynamiska skalan är dess oberoende från det termometriska ämnet.
För att bestämma graden av skalan används en referenspunkt - trippelpunkten för vatten, och den nedre gränsen för temperaturintervallet är den absoluta nollpunkten. Trippelpunkten för vatten tilldelas en temperatur på 273 15 K exakt. Kelvin är lika med / 273,16 av den termodynamiska temperaturen för vattnets trippelpunkt.
Den absoluta temperaturskalan har en nollpunkt vid -273 (G 273 O.
En absolut temperaturskala är en skala där punkten för absolut nolltemperatur tas som referenspunkt. Värdet på kelvin bestäms unikt av kravet att temperaturen på vattnets trippelpunkt (referenstemperaturpunkten vid vilken de flytande, fasta och gasformiga faserna av ett ämne existerar i jämvikt) är lika med 273 16 K. Då är det normala smältpunkter för is och kokande vatten på en absolut skala motsvarar temperaturer på 273 15 och 373 15 K, och temperaturintervallet 1 K är lika med temperaturintervallet 1 C.
Den absoluta temperaturskalan kallas temperaturskalan, som bestäms av den termodynamiska metoden på ett sådant sätt att den inte beror på valet av termometriskt ämne. Nollpunkten på denna skala definieras som den lägsta termodynamiskt möjliga temperaturen. Den absoluta temperaturskalan som för närvarande används inom termisk fysik introducerades av Lord Kelvin (William Thomson) 1848 och kallas därför även för Kelvinskalan.
Det finns också en absolut temperaturskala, som använder grader Fahrenheit.
Önskvärdheten av att fastställa en absolut temperaturskala oberoende av egenskaperna hos något särskilt ämne har redan angivits i kap.
Kelvin- och Rankine-skalorna är absoluta temperaturskalor baserade på termodynamikens lagar och idén om en absolut temperaturpool.
Den absoluta termodynamiska temperaturskalan är identisk med den empiriska absoluta temperaturskalan.
I detta avseende föreslogs två absoluta temperaturskalor - Kelvin och Rankine, som skiljer sig åt i värdet på temperaturenheten som används i dem.
I början av denna artikel noterades det att den absoluta temperaturskalan kan fastställas med hjälp av vilket samband som helst baserat på termodynamikens andra lag och relatera temperatur T till andra tillståndsparametrar.
Förutom Celsiusskalan används en absolut temperaturskala inom vetenskap och teknik.
Baserat på dessa fynd skapades en temperaturskala, kallad den absoluta temperaturskalan.
7. Inre energi.
Inre energi kropp (kallad E eller U) är summan av energierna för molekylära interaktioner och termiska rörelser hos en molekyl. Den inre energin är en envärdig funktion av systemets tillstånd. Detta betyder att närhelst ett system befinner sig i ett givet tillstånd, antar dess inre energi det värde som är inneboende i detta tillstånd, oavsett systemets historia. Följaktligen kommer förändringen i intern energi under övergången från ett tillstånd till ett annat alltid att vara lika med skillnaden mellan dess värden i slut- och initialtillståndet, oavsett vägen längs vilken övergången gjordes.
§ - kemisk potential
§ - antalet partiklar i systemet
Varje person ställs inför begreppet temperatur varje dag. Termen har kommit in i vårt dagliga liv: vi värmer mat i mikrovågsugnen eller lagar mat i ugnen, vi är intresserade av vädret utanför eller ta reda på om vattnet i floden är kallt - allt detta är nära relaterat till detta koncept. Och vad är temperatur, vad betyder denna fysiska parameter, på vilket sätt mäts den? Vi kommer att svara på dessa och andra frågor i artikeln.
Fysisk kvantitet
Låt oss överväga vad temperaturen är från synvinkeln av ett isolerat system i termodynamisk jämvikt. Termen kommer från det latinska språket och betyder "korrekt blandning", "normaltillstånd", "proportionalitet". Detta värde kännetecknar tillståndet för termodynamisk jämvikt i vilket makroskopiskt system som helst. I fallet när det är ur jämvikt sker över tiden en övergång av energi från mer uppvärmda föremål till mindre uppvärmda. Resultatet är en utjämning (förändring) av temperaturen i hela systemet. Detta är termodynamikens första postulat (nollprincipen).
Temperaturen bestämmer fördelningen av de ingående partiklarna i systemet i termer av energinivåer och hastigheter, graden av jonisering av ämnen, egenskaperna hos elektromagnetisk jämviktsstrålning av kroppar och den totala volymetriska densiteten av strålning. Eftersom för ett system som är i termodynamisk jämvikt är de listade parametrarna lika, brukar de kallas för systemets temperatur.
Plasma
Förutom jämviktskroppar finns det system där tillståndet kännetecknas av flera temperaturvärden som inte är lika med varandra. Plasma är ett bra exempel. Den består av elektroner (lätt laddade partiklar) och joner (tunga laddade partiklar). När de kolliderar överförs energi snabbt från elektron till elektron och från jon till jon. Men mellan heterogena element sker en långsam övergång. Plasman kan vara i ett tillstånd där elektronerna och jonerna individuellt är nära jämvikt. I detta fall kan separata temperaturer för varje sorts partiklar tas. Dessa parametrar kommer dock att skilja sig från varandra.
magneter
I kroppar där partiklar har ett magnetiskt moment sker energiöverföringen vanligtvis långsamt: från translationella till magnetiska frihetsgrader, som är förknippade med möjligheten att ändra ögonblickets riktningar. Det visar sig att det finns tillstånd där kroppen kännetecknas av en temperatur som inte sammanfaller med den kinetiska parametern. Det motsvarar elementarpartiklarnas translationella rörelse. Magnetisk temperatur bestämmer en del av den inre energin. Det kan vara både positivt och negativt. Under inriktningsprocessen kommer energi att överföras från partiklar med ett högre värde till partiklar med ett lägre temperaturvärde om de är både positiva eller negativa. Annars kommer denna process att fortsätta i motsatt riktning - den negativa temperaturen kommer att vara "högre" än den positiva.
Och varför är det nödvändigt?
Paradoxen ligger i att lekmannen, för att utföra mätprocessen både i vardagen och i industrin, inte ens behöver veta vad temperatur är. Det kommer att vara tillräckligt för honom att förstå att detta är graden av uppvärmning av ett föremål eller miljö, särskilt eftersom vi har varit bekanta med dessa termer sedan barndomen. Faktum är att de flesta av de praktiska enheterna som är utformade för att mäta denna parameter faktiskt mäter andra egenskaper hos ämnen som förändras med nivån av uppvärmning eller kylning. Till exempel tryck, elektriskt motstånd, volym etc. Vidare omvandlas sådana avläsningar manuellt eller automatiskt till önskat värde.
Det visar sig att för att bestämma temperaturen finns det inget behov av att studera fysik. De flesta av befolkningen på vår planet lever efter denna princip. Om TV:n fungerar, så finns det inget behov av att förstå de transienta processerna för halvledarenheter, att studera, i uttaget eller hur det kommer in i signalen. Folk är vana vid att det inom alla områden finns specialister som kan fixa eller felsöka systemet. Lekmannen vill inte anstränga sin hjärna, för det är mycket bättre att titta på en såpopera eller fotboll på "lådan" medan du smuttar på kall öl.
Och jag vill veta
Men det finns människor, oftast studenter, som antingen till sin nyfikenhet eller av nödvändighet tvingas studera fysik och avgöra vad temperatur egentligen är. Som ett resultat faller de i termodynamikens vilda i sitt sökande och studerar dess noll, första och andra lag. Dessutom måste ett nyfiket sinne förstå entropi. Och i slutet av sin resa kommer han säkert att erkänna att definitionen av temperatur som en parameter för ett reversibelt termiskt system, som inte beror på typen av arbetssubstans, inte kommer att ge klarhet till känslan av detta koncept. Och ändå kommer den synliga delen att vara vissa grader som accepteras av det internationella enhetssystemet (SI).
Temperatur som kinetisk energi
Mer "påtaglig" är det tillvägagångssätt som kallas den molekylär-kinetiska teorin. Det bildar idén att värme betraktas som en av energiformerna. Till exempel visar sig den kinetiska energin hos molekyler och atomer, en parameter som snittas över ett stort antal slumpmässigt rörliga partiklar, vara ett mått på vad som vanligtvis kallas en kropps temperatur. Således rör sig partiklarna i ett uppvärmt system snabbare än ett kallt.
Eftersom termen i fråga är nära relaterad till den genomsnittliga kinetiska energin för en grupp partiklar, skulle det vara ganska naturligt att använda joule som en temperaturenhet. Ändå händer detta inte, vilket förklaras av det faktum att energin i elementarpartiklarnas termiska rörelse är mycket liten i förhållande till joule. Därför är dess användning obekväm. Termisk rörelse mäts i enheter härledda från joule med hjälp av en speciell omvandlingsfaktor.
Temperaturenheter
Idag används tre huvudenheter för att visa denna parameter. I vårt land mäts temperaturen vanligtvis i grader Celsius. Denna måttenhet är baserad på vattnets stelningspunkt - ett absolut värde. Hon är utgångspunkten. Det vill säga temperaturen på vattnet där is börjar bildas är noll. I detta fall tjänar vatten som en exemplarisk åtgärd. Denna konvention har antagits för enkelhetens skull. Det andra absoluta värdet är ångtemperaturen, det vill säga det ögonblick då vattnet ändras från ett flytande tillstånd till ett gasformigt tillstånd.
Nästa enhet är grader Kelvin. Referenspunkten för detta system anses vara en punkt. Således är en grad Kelvin lika med en. Skillnaden är endast referenspunkten. Vi får att noll i Kelvin blir lika med minus 273,16 grader Celsius. År 1954, vid generalkonferensen om vikter och mått, beslutades det att ersätta termen "grad Kelvin" för enheten för temperatur med "kelvin".
Den tredje vanligaste måttenheten är grader Fahrenheit. Fram till 1960 användes de flitigt i alla engelsktalande länder. Men idag i vardagen i USA använder denna enhet. Systemet skiljer sig i grunden från de som beskrivits ovan. Fryspunkten för en blandning av salt, ammoniak och vatten i förhållandet 1:1:1 togs som utgångspunkt. Så på Fahrenheit-skalan är vattnets fryspunkt plus 32 grader, och kokpunkten är plus 212 grader. I detta system är en grad lika med 1/180 av skillnaden mellan dessa temperaturer. Så intervallet från 0 till +100 grader Fahrenheit motsvarar intervallet från -18 till +38 Celsius.
Absolut noll temperatur
Låt oss se vad denna parameter betyder. Absolut noll är den begränsningstemperatur vid vilken trycket hos en idealgas försvinner vid en fast volym. Detta är det lägsta värdet i naturen. Som Mikhailo Lomonosov förutspådde, "det här är den största eller sista graden av kyla." Detta innebär att en kemikalie i lika volymer av gaser, föremål för samma temperatur och tryck, innehåller samma antal molekyler. Vad följer av detta? Det finns en lägsta temperatur för en gas vid vilken dess tryck eller volym försvinner. Detta absoluta värde motsvarar noll Kelvin, eller 273 grader Celsius.
Några intressanta fakta om solsystemet
Temperaturen på solens yta når 5700 kelvin, och i mitten av kärnan - 15 miljoner kelvin. Solsystemets planeter skiljer sig mycket från varandra när det gäller uppvärmningsnivån. Så temperaturen på vår jords kärna är ungefär densamma som på solens yta. Jupiter anses vara den hetaste planeten. Temperaturen i centrum av dess kärna är fem gånger högre än vid solens yta. Men det lägsta värdet på parametern registrerades på månens yta - det var bara 30 kelvin. Detta värde är till och med lägre än på Plutos yta.
Jordens fakta
1. Den högsta temperaturen som registrerats av en person var 4 miljarder grader Celsius. Detta värde är 250 gånger högre än temperaturen i solens kärna. Rekordet sattes av New York Brookhaven Natural Laboratory i jonkollideren, som är cirka 4 kilometer lång.
2. Temperaturen på vår planet är inte heller alltid idealisk och behaglig. Till exempel, i staden Verkhnoyansk i Yakutia, sjunker temperaturen på vintern till minus 45 grader Celsius. Men i den etiopiska staden Dallol är situationen den omvända. Där är medeltemperaturen på årsbasis plus 34 grader.
3. De mest extrema förhållanden som människor arbetar under finns registrerade i guldgruvor i Sydafrika. Gruvarbetare arbetar på tre kilometers djup vid en temperatur på plus 65 grader Celsius.
Karakterisera kropparnas termiska tillstånd.
I världen runt omkring oss finns det olika fenomen förknippade med uppvärmning och kylning av kroppar. De kallas termiska fenomen. Så när det värms upp blir kallt vatten först varmt och sedan varmt; metalldelen som tas ut ur lågan svalnar gradvis, etc. Graden av uppvärmning av kroppen, eller dess termiska tillstånd, betecknar vi med orden "varm", "kall", "het". temperatur.
Temperatur är en av de makroskopiska parametrarna i ett system. Inom fysiken kallas kroppar som är uppbyggda av ett mycket stort antal atomer eller molekyler makroskopisk. Makroskopiska kroppars dimensioner är många gånger större än atomernas dimensioner. Alla omgivande kroppar - från ett bord eller gas i en ballong till ett sandkorn - är makroskopiska kroppar.
De kvantiteter som kännetecknar tillståndet hos makroskopiska kroppar utan att ta hänsyn till deras molekylära struktur kallas makroskopiska parametrar. Dessa inkluderar volym, tryck, temperatur, partikelkoncentration, massa, densitet, magnetisering, etc. Temperatur är en av de viktigaste makroskopiska parametrarna i ett system (i synnerhet gas).
Temperatur är ett kännetecken för den termiska jämvikten i ett system.
Det är känt att för att bestämma mediets temperatur bör en termometer placeras i detta medium och vänta tills termometerns temperatur slutar att förändras och får ett värde lika med omgivningstemperaturen. Det tar med andra ord lite tid att etablera termisk jämvikt mellan mediet och termometern.
Termisk, eller termodynamisk, balans kallas ett sådant tillstånd där alla makroskopiska parametrar förblir oförändrade under en godtyckligt lång tid. Detta innebär att volymen och trycket i systemet inte förändras, fasomvandlingar inte sker och temperaturen ändras inte.
Mikroskopiska processer stannar dock inte vid termisk jämvikt: molekylernas hastigheter förändras, de rör sig, de kolliderar.
Varje makroskopisk kropp eller grupp av makroskopiska kroppar - termodynamisk systemet kan vara i olika tillstånd av termisk jämvikt. I vart och ett av dessa tillstånd har temperaturen sitt eget väldefinierade värde. Andra kvantiteter kan ha andra (men konstanta) värden. Till exempel kommer trycket av en komprimerad gas i en cylinder att skilja sig från trycket i rummet och vid temperaturjämvikten för hela systemet av kroppar i detta rum.
Temperaturen kännetecknar tillståndet för termisk jämvikt i ett makroskopiskt system: i alla delar av systemet som är i ett tillstånd av termisk jämvikt har temperaturen samma värde (detta är den enda makroskopiska parametern som har denna egenskap).
Om två kroppar har samma temperatur sker ingen värmeväxling mellan dem, om olika - värmeväxling sker, och värme överförs från en varmare kropp till en mindre uppvärmd tills temperaturerna är helt utjämnade.
Temperaturmätning baseras på beroendet av en fysisk storhet (till exempel volym) på temperaturen. Detta beroende används i temperaturskalan för en termometer, en anordning som används för att mäta temperatur.
En termometers verkan är baserad på den termiska expansionen av ett ämne. Vid uppvärmning ökar kolonnen av ämnet som används i termometern (till exempel kvicksilver eller alkohol), och när den kyls minskar den. Termometrar som används i vardagen låter dig uttrycka temperaturen på ett ämne i grader Celsius (°C).
A. Celsius (1701-1744) - en svensk vetenskapsman som föreslog användningen av en celsius temperaturskala. I Celsius temperaturskalan är noll (från mitten av 1700-talet) temperaturen för smältande is, och 100 grader är kokpunkten för vatten vid normalt atmosfärstryck.
Eftersom olika vätskor expanderar olika med ökande temperatur är temperaturskalorna i termometrar med olika vätskor olika.
Därför använder de i fysiken idealisk gastemperaturskala, baserat på beroendet av gasvolymen (vid konstant tryck) eller trycket (vid konstant volym) av temperaturen.
